個人差
個人の行動パターンによって研究結果が歪む可能性はあるが、新たなアプローチが役に立つかもしれない。
ヤドカリでさえ、個体差のある行動パターン、いわば個性を持っています。科学者がこうした個体差の影響を無視すると、欠陥のある研究結果を生み出す可能性があります。クレジット:NurPhoto via Getty Images
ヤドカリでさえ、個体差のある行動パターン、いわば個性を持っています。科学者がこうした個体差の影響を無視すると、欠陥のある研究結果を生み出す可能性があります。クレジット:NurPhoto via Getty Images
数年前、クリスチャン・ルッツは、自分がカラスに十分な敬意を払っているかどうか疑問に思い始めました。スコットランド、セント・アンドリュース大学の生物学者、ルッツと彼のチームは、野生のニューカレドニアガラスを捕獲し、自然素材で作ったパズルで遊ばせてから、再び放していました。あるテストでは、カラスは穴が開けられた丸太に餌を隠して挑み、植物の茎を曲げてフック状にすることで餌を取り出すことができました。90分以内に試みなかったカラスは、研究者によってデータセットから削除されました。
しかし、ルッツ氏によると、彼はすぐに、実際にはニューカレドニアガラスの技術を研究していたのではないことに気づいたという。彼が研究していたのは、ニューカレドニアガラスの中でも、見たこともない奇妙な丸太に素早く近づく一部のガラスの技術だけだったのだ。おそらく、彼らが特に勇敢だったからか、あるいは無謀だったからだろう。
研究チームは手順を変更し、よりためらいがちな鳥たちには、環境に慣れるまで1、2日追加で時間を与え、その後再びパズルに挑戦することにしました。「再テストした鳥の多くは、突然、積極的になり始めました」とルッツ氏は言います。「少しだけ時間をかける必要があったのです。」
科学者たちは、動物も人間と同様に個体であるという認識をますます深めています。動物にはそれぞれ異なる傾向、習慣、そして人生経験があり、それらが実験におけるパフォーマンスに影響を与える可能性があります。そのため、一部の研究者は、動物行動に関する多くの研究が偏っている可能性があると主張しています。例えば、アオウミガメが特定の距離を移動するとか、ズアオアトリがライバルの鳴き声にどのように反応するかといった、ある種全体について何かを示していると主張する研究は、特定の方法で捕獲または飼育された個体、あるいは特定の遺伝的特徴を共有する個体について、より多くのことを示唆している可能性があります。これは、動物がどのように環境を感知し、新たな知識を獲得し、生活しているのかを解明しようとする研究者にとって問題です。
「私たちが抽出するサンプルは、往々にして非常に偏ったものになっています」とルッツ氏は言う。「これは、地域社会でかなり長い間、問題となってきたことです。」
2020年、ルッツ氏と同じくセントアンドリュース大学の同僚マイケル・ウェブスター氏は、この問題に対処する方法を提案しました。彼らはそれを「STRANGE(奇妙な)」と名付けました。
クリスチャン・ルッツ氏の実験の一つを捉えたこの動画では、野生のニューカレドニアガラスが植物の茎をフックのように曲げ、穴から餌を回収する様子が映っています。最初は近づくのをためらう鳥もいましたが、ルッツ氏は多くの鳥が時間をかけてパズルを解くことができることに気づきました。
性格は人だけのものではない
なぜ「奇妙」なのか? 2010年、『Behavioral and Brain Sciences』誌に掲載されたある論文は、心理学の文献の多くで研究対象となっている人々は「奇妙」であり、西洋の、教育水準が高く、工業化が進み、豊かで、民主的な社会から来ており、「人間について一般化できる最も代表性の低い集団の一つ」であると示唆した。研究者は、実際にはミネソタ大学の学部生程度の脳しか研究していないにもかかわらず、人間の心について大雑把な結論を導き出してしまう可能性がある。
10年後、ルッツとウェブスターはWEIRDからインスピレーションを得て、「研究対象の動物はどれくらい奇妙か?」という論文をネイチャー誌に発表した。
彼らは、研究対象となる動物について、社会的背景、捕獲可能性と自己選択、飼育歴、順応と馴化、反応性の自然な変化、遺伝子構成、経験といういくつかの要素を考慮するよう、他の行動研究者に提案した。
「こうしたバイアスについて初めて考え始めたのは、実験用の魚を集めるために網状のミノートラップを使っていた時でした」とウェブスター氏は語る。彼は、より活発なイトヨほどこれらのトラップに泳ぎ込む可能性が高いのではないかと考え、その後、実験室でそれを確認した。「今では、より多様な魚を捕獲するために、代わりに網を使うようにしています」とウェブスター氏は言う。
それが捕獲可能性です。活動レベル以外にも、ある動物が他の動物よりも捕獲されやすい要因としては、気性が荒い、経験不足、あるいは単に餌への渇望が強い、などが挙げられます。
他の研究では、5羽の群れで飼育されたキジは、3羽の群れで飼育されたキジよりも学習課題(どの穴に餌があるかを判断する)において優れた成績を収めたことが示されています(これが社会背景です)。飼育下で飼育されたハエトリグモは、野生のクモよりも獲物への関心が低く(飼育歴)、ミツバチは午前中に最もよく学習しました(反応性の自然な変化)。他にも多くの研究結果があります。
実験におけるバイアスは意外な原因から生じることがあります。ある研究では、キジはより大きな群れで飼育された方が学習課題の成績が向上しました。
実験におけるバイアスは意外な原因から生じることがあります。ある研究では、キジはより大きな群れで飼育された方が学習課題の成績が向上しました。クレジット:picturealliance via Getty Images
実験動物群からすべてのバイアスを取り除くことは不可能かもしれないとルッツ氏は言う。しかし、彼とウェブスター氏は、他の科学者たちに、あらゆる実験において「奇妙な要因」について深く考え、それらの要因が結果にどのような影響を与えたかを透明性を持って示すよう促したいと考えている。
「かつては、化学実験のように、ある変数を制御し、他の何も変えずに実験ができると考えていました」と、英国リンカーン大学でイヌの行動を研究する博士研究員ホリー・ルート=ガッターリッジ氏は語る。しかし、研究によって、サルからヤドカリまで、あらゆる種類の動物における個体ごとの行動パターン(科学者はこれを「個性」と呼ぶこともある)が明らかになりつつある。
「これまで動物の個性や独自性を認めてこなかったからといって、動物に個性や独自性がないということにはなりません」とルート・ガッターリッジ氏は言う。
人間の想像力、つまり共感の欠如は、いくつかの古典的な実験を損なっていると、ルート=ガッターリッジ氏と共著者は2022年に発表した動物福祉問題に関する論文で指摘している。例えば、心理学者ハリー・ハーロウ氏が1950年代に行った実験では、アカゲザルの赤ちゃんと針金で作った偽の母親が用いられた。この実験は、人間の乳児がどのように愛着を形成するかについての洞察を与えたとされている。しかし、これらのサルは母親から引き離され、不自然なほど隔離されていたことを考えると、この結果は本当に一般化できるのだろうか、と著者らは疑問を投げかける。それとも、ハーロウ氏の研究結果は、彼が研究対象とした特定のトラウマを抱えた動物にのみ当てはまるのだろうか?
さらなる模倣者を探す
「こうした個体ベースの行動はすべて、行動科学におけるまさに今の流れだと思います」と、マックス・プランク生物知能研究所の行動生態学者で『Ethology』誌編集長のヴォルフガング・ゴイマン氏は語る。同誌は、編集者の一人であるルッツ氏が理事会に提案したことを受け、2021年初頭にSTRANGEフレームワークを正式に採用した。
ゴイマン氏は、既に多忙を極める科学者たちに、新たなハードルを設けたくなかった。ゴイマン氏によると、ジャーナルは著者に対し、方法と考察のセクションに数行の文章を盛り込み、奇妙な要因が結果にどのようなバイアスをかける可能性があるか(あるいは、それらの要因をどのように考慮したか)について言及するよう推奨しているだけだという。
「自分たちの研究が実際にどの程度代表的であるかを人々に考えてもらいたいのです」とゴイマン氏は言う。
心理学の研究者たちはまた、西洋の大学生のような限られた集団を対象にした研究が、人類全体について本当に多くのことを語っているのかどうか疑問視している。
心理学者たちは、西洋の大学生のような限られた集団を対象とした研究が、人間全体について本当に多くのことを語っているのかどうかについても疑問を抱いている。写真:クリスチャン・エンダー(ゲッティ経由)
最近、他のいくつかのジャーナルもSTRANGEフレームワークを採用しており、2020年の論文発表以来、ルッツ氏とウェブスター氏は学会でワークショップ、ディスカッショングループ、シンポジウムを開催してきました。「これは、私たちの余暇時間では運営できないほど大きなものになりました」とルッツ氏は言います。「私たちは非常に興奮していますが、これほどの成功を収めるとは思っていませんでした。」
彼は、STRANGEの普及が動物行動学におけるより信頼性の高い知見につながることを期待しています。再現不可能な研究の問題は、近年、特に人間心理学をはじめとする他の科学分野で大きな注目を集めています。
バージニア州シャーロッツビルにあるオープンサイエンスセンターのエグゼクティブディレクターであり、2022年にAnnual Review of Psychology誌に掲載された論文「心理科学における再現性、堅牢性、そして再現性」の共著者でもある心理学者ブライアン・ノセック氏は、動物研究者も人間の行動を研究する研究者と同様の課題に直面していると述べています。「もし私の目標がサーフィンへの人間の関心を推定することだとしたら、カリフォルニアのビーチで調査を実施しても、人類全体に一般化できる推定値を得ることは難しいでしょう」とノセック氏は言います。「アイオワ州で私の調査を再現しても、私の研究結果を再現できないかもしれません。」
ノセック氏によると、理想的なアプローチは真に代表的な研究サンプルを集めることだが、それは困難で費用もかかる可能性がある。「次善の策は、サンプル戦略にどのような偏りがあるかを測定し、明確にすることです」と彼は言う。
まさにそれが、ラッツ氏がSTRANGEで実現したいことなのだ。研究者たちが研究対象の動物の個体特性について、より透明性と思慮深さを持つようになれば、他の研究者もより効果的に研究を再現できるようになるだろう、と彼は言う。そして、研究対象動物から得られる教訓が、実験設定の不備ではなく、意義深いものであると確信できるだろう。「それが究極の目標です」
彼自身のカラスの実験では、臆病な鳥に実験時間を延長することで全体的な結果が変わったかどうかは不明だ。しかし、サンプル数が増えたことは確かであり、より統計的に堅牢な結果が得られる可能性がある。さらに、研究デザインが改善されれば、確固たる結論に至るために野生捕獲や実験室での試験が必要となる動物の数が少なくなる可能性があると彼は言う。全体として、彼はSTRANGEが動物福祉にとって良い結果をもたらすことを期待している。
言い換えれば、科学にとって良いことは動物にとっても良いことかもしれない。ゴイマン氏は、動物を「ロボットとしてではなく、それ自体に価値がある個々の存在として見る」のだと語る。
Knowable Magazine、2023年。DOI: 10.1146/knowable-030923-1 ().
エリザベス・プレストンは、家族とボストン地域に住むフリーランスの科学ジャーナリストで、子育ての進化に関する本を執筆中です。彼女は、自分の「罠にかかりやすい」度合いは平均的だと考えています。
この記事は、Annual Reviews の独立系ジャーナリズム誌「Knowable Magazine」に掲載されたものです。ニュースレターにご登録ください。

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